CN108623377A - 一种新型保水控释的环境友好型肥料及其生产、应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保水控释肥料及其生产技术领域，尤指一种新型保水控释的环境友好型肥料及其生产、应用方法，所述的肥料由以下组分制备而成：废纸20.45～32.69份、聚乙烯醇8.42～22.78份、淀粉100～120份、氢氧化钠10～33份、过硫酸铵1.0～4.5份、丙烯酸0.53～10.36份和N，N‑亚甲基双丙烯酰胺0.70～0.85份；其中废纸和聚乙烯醇制备形成内层包衣，氢氧化钠、过硫酸铵、淀粉、丙烯酸和N，N‑亚甲基双丙烯酰胺制备形成外层包衣；本发明制备的保水控释肥料所选用的原料均是天然可降解原料，不仅成本低、肥效释放可调节，而且施用肥料的经济效益好，为农作物生长发育提供充分而全面的营养，同时具有良好的保水保肥能力，可在有限施肥情况下显著提高了农作物的产量，推进我国农业的可持续发展。

Description

一种新型保水控释的环境友好型肥料及其生产、应用方法

技术领域

本发明涉及一种保水控释肥料及其生产技术领域，尤指一种新型保水控释的环境友好型肥料及其生产、应用方法。

背景技术

化肥在农业生产中具有重要作用，农产品种植在施肥的基础上可使产量增加55％以上；但是在施肥过程中同样遇到有难题，由于化肥存在着遇水速溶、集中释放、利用率低等缺陷问题，导致施用肥料的经济效益低，造成资源的巨大浪费和农业生产成本的增加，而且长期施肥还会导致土壤环境恶化，破坏土壤团粒结构，造成土壤板结等，不利于农业的可持续发展。

为减轻以上浪费和环境问题，国家对肥料生产实行限产，现有的肥料需要升级换代，在已限定的产量基础上提高肥料利用率，保证粮食等农作物的产量增长。目前提高肥料利用率的策略是在传统肥料外层包膜，以控制缓释。

然而，目前市场上已有的很多包膜肥有一定缺陷，无机包膜肥弹性差，易出现针孔和裂缝，完全没有保水作用，且大多会带来原生土壤中不存在的矿物质；有机包膜肥耐磨性差，一般采用单层结构，厚度过于单薄，降解性不好，易被水溶解；受破坏的包膜会导致出现崩溃现象，而不能达到缓释的效果，不仅无法发挥优良的施肥效果，同时对生态环境产生污染；而且肥料的使用须具有降解性和不影响土壤成分，否则严重影响生态环境。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在公开一种保水控释肥料及其生产技术领域，尤指一种新型保水控释的环境友好型肥料及其生产、应用方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型保水控释的环境友好型肥料，其特征在于，所述的肥料由以下组分制备而成：废纸20.45～32.69份、聚乙烯醇8.42～22.78份、淀粉100～120份、氢氧化钠10～33份、过硫酸铵1.0～4.5份、丙烯酸0.53～10.36份和N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.70～0.85份。

在所述肥料组分中，其中废纸和聚乙烯醇制备形成内层包衣，其中氢氧化钠、过硫酸铵、淀粉、丙烯酸和N，N-亚甲基双丙烯酰胺制备形成外层包衣。

一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，其特征在于，所述肥料生产方法主要包括以下步骤：

第一步、以肥料原料为基础肥料，首先对其进行造粒处理；

第二步、将废纸制成流动糊状，然后将废纸浆与聚乙烯醇均匀混合形成糊状状态，以作为内层包衣原料，采用内层包衣原料对肥料原料进行包衣，快速干燥后可获得控释肥料A，控释肥料A的释放率为可控调节；具体根据控释要求调节配比，当要求控释肥料A释放率快时，则增加废纸浆，废纸浆与聚乙烯醇的质量比为2～5:1；当要求控释肥料A释放率慢时，则增加聚乙烯醇，废纸浆与聚乙烯醇的质量比为4:3～7；内层包衣原料对肥料原料进行包衣时采用包衣机直接包覆；

第三步、采用糊化后的淀粉100～120份、氢氧化钠20～23份、丙烯酸0.53～10.36份进行混合反应形成预混物，然后添加过硫酸铵1.5～3.0份作为引发剂、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.70～0.85份作为交联剂进行接枝共聚合反应，以获得高吸水性树脂原料B，作为外层包衣原料；更具体的步骤包括：采用淀粉、氢氧化钠、丙烯酸混合反应时，通过氢氧化钠调节碱性环境，丙烯酸和淀粉接枝，然后在引发剂过硫酸铵和交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺作用下交联共聚，由此形成吸水树脂；

第四步、利用包衣机并通过雾化水的作用下，将高吸水性树脂原料B均匀粘附到控释肥料A颗粒表面，形成肥料原料的外包膜层，通过包衣机的旋转锅体以均匀包覆，然后快速干燥，即获得最终保水控释肥料的成品；

第五步、通过调节质量以调节废纸与聚乙烯醇的比例、通过对包衣机的工作调控以调节内外层包衣的厚度，以调节保水控释肥料的释放时间和保水量，从而获取不同型号的保水控释肥料；当内层包衣厚，保水控释肥料释放慢，肥效能保持时间；当内层包衣薄，保水控释肥料释放快，肥效作用效果明显，作用时间迅速；当外层包衣厚，保水效果好，并能提高控释效果；当外层包衣薄，可稍微降低成本及效果减弱；

第六步、将保水控释肥料应用到农产品中实施；将保水控释肥料应用到农产品中实施时，应用于种植小麦、红薯时，选择2亩种植基地，施用保水控释肥料20kg，作为实验组，对照组的2亩基地按常规种植要求施同样质量常规肥料，其它条件相同，与常规肥料相比，施用保水控释肥料的基地中，小麦产量多收获46%，红薯产量多收获63%。

所述的肥料原料为单体肥料或复合肥料。

所述的肥料原料造粒直径为2.0～2.33mm，肥料原料成品直径为2.85～3.65mm。

所述内层包衣原料中，所述废纸可以由树皮、树叶、秸秆或其他多纤维废弃农产品替换。

所述外层包衣原料中，所述硫酸铵可以由硫酸铈铵替换作为引发剂，或采用其他自由基引发剂代替，所述N，N-亚甲基双丙烯酰胺可以由多胺和多元醇类替换作为交联剂。

一种新型保水控释的环境友好型肥料应用方法，其特征在于，所述的应用方法包括步骤：

1）在保水控释肥料使用之前，首先采用雾化水对保水控释肥料进行喷洒，保水控释肥料的吸水层吸收水分后转变为弹性体；

2) 在保水控释肥料使用过程中，与植物进行反应，保水控释肥料吸收的水分逐渐被植物吸收，通过其弹性体体质避免了保水控释肥料在使用过程中遭受破损影响。

本发明的有益效果体现在：本发明提供了一种新型保水控释的环境友好型肥料、肥料生产方法与应用方法，制备的保水控释肥料所选用的原料均是天然可降解原料，不仅成本低、肥效释放可调节，而且施用肥料的经济效益好，为农作物生长发育提供充分而全面的营养，同时具有良好的保水保肥能力，可在有限施肥情况下显著提高了农作物的产量，推进我国农业的可持续发展；本发明克服了采用传统的制备手段无法克服现存问题，现存关键问题不仅是无法有效作用于农作物种植，更加是对生态环境的严重污染；且本发明是从无限次试验中出乎意料地发现的优质效果。

本发明采用内外层包衣结合的双层结构，其中内层包衣采用废纸纤维与聚乙烯醇混合制备而成，外层包衣制备成改性淀粉高吸水树脂，一方面，内外层包衣均为可降解材料，对土地不会产生任何污染，对环境没有造成负担压力，克服了传统肥料施肥时所带来的环境污染，另一方面，本发明的保水控释肥料成品应用于农作物种植时，收获量明显提高，所采用的外层包衣为吸水树脂，当吸水树脂吸水后变成弹性体，保护内层包衣不在使用过程中损坏，且吸水树脂还具有保水的作用；同时本环保肥料原料易得，原料成本比较低，节省劳力，保护环境，同比经济提高，值的在农业种植领域，尤其是干旱地区推广。

附图说明

图1是本发明的生产流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式：

一种新型保水控释的环境友好型肥料，其特征在于，所述的肥料由以下组分制备而成：废纸20.45～32.69份、聚乙烯醇8.42～22.78份、淀粉100～120份、氢氧化钠10～33份、过硫酸铵1.0～4.5份、丙烯酸0.53～10.36份和N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.70～0.85份；

在所述肥料组分中，其中废纸和聚乙烯醇制备形成内层包衣，其中氢氧化钠、过硫酸铵、淀粉、丙烯酸和N，N-亚甲基双丙烯酰胺制备形成外层包衣；

实施例一：

一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，所述肥料生产方法主要包括以下步骤：

第一步、以肥料原料为基础肥料，所述的肥料原料为单体肥料或复合肥料，首先对其进行造粒处理；所述的肥料原料造粒直径为2.03mm，肥料原料成品直径为2.80mm；

第二步、将废纸制成流动糊状，然后将废纸浆与聚乙烯醇均匀混合形成糊状状态，以作为内层包衣原料，采用内层包衣原料对肥料原料进行包衣，快速干燥后可获得控释肥料A，控释肥料A的释放率为可控调节；具体根据控释要求调节配比，当要求控释肥料A释放率快时，则增加废纸浆，废纸浆与聚乙烯醇的质量比为3:1；当要求控释肥料A释放率慢时，则增加聚乙烯醇，废纸浆与聚乙烯醇的质量比为4:7；内层包衣原料对肥料原料进行包衣时采用包衣机直接包覆；

第三步、采用糊化后的淀粉100份、氢氧化钠21.5份、丙烯酸0.90份进行混合反应形成预混物，然后添加过硫酸铵1.75份作为引发剂、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.78份作为交联剂进行接枝共聚合反应，以获得高吸水性树脂原料B，作为外层包衣原料；更具体的步骤包括：采用淀粉、氢氧化钠、丙烯酸混合反应时，通过氢氧化钠调节碱性环境，丙烯酸和淀粉接枝，然后在引发剂过硫酸铵和交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺作用下交联共聚，由此形成吸水树脂；

第四步、利用包衣机并通过雾化水的作用下，将高吸水性树脂原料B均匀粘附到控释肥料A颗粒表面，形成肥料原料的外包膜层，通过包衣机的旋转锅体以均匀包覆，然后快速干燥，即获得最终保水控释肥料的成品；

第五步、通过调节质量以调节废纸与聚乙烯醇的比例、通过对包衣机的工作调控以调节内外层包衣的厚度，以调节保水控释肥料的释放时间和保水量，从而获取不同型号的保水控释肥料；当内层包衣厚，保水控释肥料释放慢，肥效能保持时间；当内层包衣薄，保水控释肥料释放快，肥效作用效果明显，作用时间迅速；当外层包衣厚，保水效果好，并能提高控释效果；当外层包衣薄，可稍微降低成本及效果减弱；

第六步、将保水控释肥料应用到农产品中实施；将保水控释肥料应用到农产品中实施时，应用于种植小麦、红薯时，选择2亩种植基地，施用保水控释肥料20kg，作为实验组，对照组的2亩基地按常规种植要求施同样质量常规肥料，其它条件相同，与常规肥料相比，施用保水控释肥料的基地中，小麦产量多收获46%，红薯产量多收获63%。

所述内层包衣原料中，所述废纸可以由树皮、树叶、秸秆或其他多纤维废弃农产品替换；所述外层包衣原料中，所述硫酸铵可以由硫酸铈铵替换作为引发剂，或采用其他自由基引发剂代替，所述N，N-亚甲基双丙烯酰胺可以由多胺和多元醇类替换作为交联剂。

一种新型保水控释的环境友好型肥料应用方法，所述的应用方法包括步骤：

1）在保水控释肥料使用之前，首先采用雾化水对保水控释肥料进行喷洒，保水控释肥料的吸水层吸收水分后转变为弹性体；

2) 在保水控释肥料使用过程中，与植物进行反应，保水控释肥料吸收的水分逐渐被植物吸收，通过其弹性体体质避免了保水控释肥料在使用过程中遭受破损影响。

实施例二：

一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，所述肥料生产方法主要包括以下步骤：

第一步、以肥料原料为基础肥料，所述的肥料原料为单体肥料或复合肥料，首先对其进行造粒处理；所述的肥料原料造粒直径为2.33mm，肥料原料成品直径为3.65mm；

第二步、将废纸制成流动糊状，然后将废纸浆与聚乙烯醇均匀混合形成糊状状态，以作为内层包衣原料，采用内层包衣原料对肥料原料进行包衣，快速干燥后可获得控释肥料A，控释肥料A的释放率为可控调节；具体根据控释要求调节配比，当要求控释肥料A释放率快时，则增加废纸浆，废纸浆与聚乙烯醇的质量比为4:1；当要求控释肥料A释放率慢时，则增加聚乙烯醇，废纸浆与聚乙烯醇的质量比为4:5；内层包衣原料对肥料原料进行包衣时采用包衣机直接包覆；

第三步、采用糊化后的淀粉120份、氢氧化钠23份、丙烯酸1.23份进行混合反应形成预混物，然后添加过硫酸铵3.0份作为引发剂、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.85份作为交联剂进行接枝共聚合反应，以获得高吸水性树脂原料B，作为外层包衣原料；更具体的步骤包括：采用淀粉、氢氧化钠、丙烯酸混合反应时，通过氢氧化钠调节碱性环境，丙烯酸和淀粉接枝，然后在引发剂过硫酸铵和交联剂N，N-亚甲基双丙烯酰胺作用下交联共聚，由此形成吸水树脂；

第四步、利用包衣机并通过雾化水的作用下，将高吸水性树脂原料B均匀粘附到控释肥料A颗粒表面，形成肥料原料的外包膜层，通过包衣机的旋转锅体以均匀包覆，然后快速干燥，即获得最终保水控释肥料的成品；

第五步、通过调节质量以调节废纸与聚乙烯醇的比例、通过对包衣机的工作调控以调节内外层包衣的厚度，以调节保水控释肥料的释放时间和保水量，从而获取不同型号的保水控释肥料；当内层包衣厚，保水控释肥料释放慢，肥效能保持时间；当内层包衣薄，保水控释肥料释放快，肥效作用效果明显，作用时间迅速；当外层包衣厚，保水效果好，并能提高控释效果；当外层包衣薄，可稍微降低成本及效果减弱；

第六步、将保水控释肥料应用到农产品中实施；将保水控释肥料应用到农产品中实施时，应用于种植小麦、红薯时，选择2亩种植基地，施用保水控释肥料20kg，作为实验组，对照组的2亩基地按常规种植要求施同样质量常规肥料，其它条件相同，与常规肥料相比，施用保水控释肥料的基地中，小麦产量多收获46%，红薯产量多收获63%。

所述内层包衣原料中，所述废纸可以由树皮、树叶、秸秆或其他多纤维废弃农产品替换；所述外层包衣原料中，所述硫酸铵可以由硫酸铈铵替换作为引发剂，或采用其他自由基引发剂代替，所述N，N-亚甲基双丙烯酰胺可以由多胺和多元醇类替换作为交联剂。

一种新型保水控释的环境友好型肥料应用方法，所述的应用方法包括步骤：

1）在保水控释肥料使用之前，首先采用雾化水对保水控释肥料进行喷洒，保水控释肥料的吸水层吸收水分后转变为弹性体；

2) 在保水控释肥料使用过程中，与植物进行反应，保水控释肥料吸收的水分逐渐被植物吸收，通过其弹性体体质避免了保水控释肥料在使用过程中遭受破损影响。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作任何限制，本行业的技术人员，在本技术方案的启迪下，可以做出一些变形与修改，凡是依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种新型保水控释的环境友好型肥料，其特征在于，所述的肥料由以下组分制备而成：废纸20.45～32.69份、聚乙烯醇8.42～22.78份、淀粉100～120份、氢氧化钠10～33份、过硫酸铵1.0～4.5份、丙烯酸0.53～10.36份和N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.70～0.85份。

2.根据权利要求1所述的一种新型保水控释的环境友好型肥料，其特征在于，在所述肥料组分中，其中废纸和聚乙烯醇制备形成内层包衣，其中氢氧化钠、过硫酸铵、淀粉、丙烯酸和N，N-亚甲基双丙烯酰胺制备形成外层包衣。

3.一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，其特征在于，所述肥料生产方法主要包括以下步骤：

第一步、以肥料原料为基础肥料，首先对其进行造粒处理；

第二步、将废纸制成流动糊状，然后将废纸浆与聚乙烯醇均匀混合形成糊状状态，以作为内层包衣原料，采用内层包衣原料对肥料原料进行包衣，快速干燥后可获得控释肥料A，控释肥料A的释放率为可控调节；

第三步、采用糊化后的淀粉100～120份、氢氧化钠20～23份、丙烯酸0.53～10.36份进行混合反应形成预混物，然后添加过硫酸铵1.5～3.0份作为引发剂、N，N-亚甲基双丙烯酰胺0.70～0.85份作为交联剂进行接枝共聚合反应，以获得高吸水性树脂原料B，作为外层包衣原料；

第四步、利用包衣机并通过雾化水的作用下，将高吸水性树脂原料B均匀粘附到控释肥料A颗粒表面，形成肥料原料的外包膜层，通过包衣机的旋转锅体以均匀包覆，然后快速干燥，即获得最终保水控释肥料的成品；

第五步、通过调节质量以调节废纸与聚乙烯醇的比例、通过对包衣机的工作调控以调节内外层包衣的厚度，以调节保水控释肥料的释放时间和保水量，从而获取不同型号的保水控释肥料；

第六步、将保水控释肥料应用到农产品中实施。

4.根据权利要求3所述的一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，其特征在于，所述的肥料原料为单体肥料或复合肥料。

5.根据权利要求4所述的一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，其特征在于，所述的肥料原料造粒直径为2.0～2.33mm，肥料原料成品直径为2.85～3.65mm。

6.根据权利要求3所述的一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，其特征在于，所述内层包衣原料中，所述废纸可以由树皮、树叶、秸秆替换。

7.根据权利要求3所述的一种新型保水控释的环境友好型肥料生产方法，其特征在于，所述外层包衣原料中，所述硫酸铵可以由硫酸铈铵替换作为引发剂，所述N，N-亚甲基双丙烯酰胺可以由多胺和多元醇类替换作为交联剂。

8.一种新型保水控释的环境友好型肥料应用方法，其特征在于，所述的应用方法包括步骤：

1）在保水控释肥料使用之前，首先采用雾化水对保水控释肥料进行喷洒，保水控释肥料的吸水层吸收水分后转变为弹性体；

2) 在保水控释肥料使用过程中，与植物进行反应，保水控释肥料吸收的水分逐渐被植物吸收，通过其弹性体体质避免了保水控释肥料在使用过程中遭受破损影响。